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碳纳米管和碳单层是结构和性质奇特并在未来纳电子学方面具有潜在应用的碳纳米材料。基于这两种材料的结构形态与石墨的天然联系，考虑它们以石墨为基底的组装具有科学和实用的意义。利用第一性原理的计算，本文探讨放置在石墨上的单壁碳纳米管和碳单层纳米带与石墨的相互作用问题。
论文首先讨论密度泛函理论和相关的近似计算方法，形成应用CASTEP软件实现第一性原理计算的流程；然后讨论迄今为止针对碳单层、碳纳米管所作的相关计算，总结这两种材料单独存在时的结构特征；最后是本文关于碳纳米管和碳单层纳米带与石墨相互作用的研究。
本文所作研究的结论是：(1)放在石墨上且与石墨结构匹配的Zigzag型碳单层纳米带具有与其孤立存在条件下一样的边缘态和自旋极化特征；(2)放在石墨上且与石墨结构匹配的半导体型单壁碳纳米管与石墨基底之间相互作用，导致碳管的禁带宽带减小和碳管下方石墨表面的凹陷变形。